(57)【要約】【課題】  低コスト且つ効果的に軸受からハウジングへの振動伝達を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  軸受３０（の外輪３０ｂ）と嵌合凹部４３の軸方向端面４５との間、及び同軸受３０と締結部材４４の締結面４６との間には、制振合金により形成されてなる環状の制振部材５０が介在される。そして、同制振部材５０は、Ｍｎをベースとし、基本組成として、原子％で、Ｃｕ：２０±５％、Ｎｉ：５±３％，Ｆｅ：２±１％、を含有する双晶型の制振合金により形成される。【選択図】  図３
2007008424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記中空シャフトを回転可能且つ軸方向に移動不能に軸支する軸受と、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するボールねじ機構とを備え、前記軸受は、該軸受の軸方向に対向し、該軸受の軸方向への移動を規制する第１及び第２の規制面の間に挟持されることによりハウジングに固定される電動パワーステアリング装置であって、
Ｍｎをベースとし、基本組成として、原子％で、Ｃｕ：２０±５％、Ｎｉ：５±３％，Ｆｅ：２±１％、を含有する制振合金からなる制振部材を、前記軸受と第１の規制面との間又は前記軸受と第２の規制面との間の少なくとも一方に介在させたこと、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記軸受は、前記ハウジングの内周に設けられた環状の凹部に嵌合され、その軸方向両側面が、前記制振部材を介して前記凹部の軸方向端面と該凹部に螺合された環状の締結部材の締結面との間に挟持され、該締結部材により締め付けられることにより、同ハウジングに固定されること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記中空シャフトは、前記ラック軸と同軸配置された筒状のモータシャフトであること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラック軸と同軸に配置されモータ駆動により回転する中空シャフトを有し、該中空シャフトの回転をラック軸の往復動に変換することにより操舵系にアシスト力を付与する所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図４に示すように、モータがラック軸５２と同軸配置された所謂同軸型のＥＰＳ５３では、ラック軸５２は、中空シャフトとしてのモータシャフト５４に挿通されており、該モータシャフト５４は、軸受５５に軸支されることにより回転可能且つ軸方向に移動不能にハウジング５６に支持されている。そして、このモータシャフト５４の回転がボールねじ機構（図示略）によりラック軸５２の往復動に変換されることにより操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【０００４】
ところで、縁石等の障害物への衝突時等、操舵輪への外部入力があった場合、ラック軸５２は、その応力により軸方向に移動する。しかしながら、ボールねじ機構は、ラック軸５２の往復動をモータシャフト５４の回転運動に変換できない。そのため、モータシャフト５４は、ラック軸５２とともに軸方向に移動しようとし、その衝撃荷重は同モータシャフト５４を軸支する軸受５５に印加されることになる。そして、その際に発生する振動がハウジング５６に伝わることで、異音が発生するおそれがある。
【０００５】
通常、こうした軸受に作用する衝撃荷重を吸収する構成としては、軸受と同軸受が固定される支持体との間にゴム等の弾性部材を介在させるのが一般的である。しかしながら、ＥＰＳや工作機械等のようにその高い位置精度が求められる用途においては、弾性部材の変形に伴う変位が生ずるため、このような構成を適用することができない。そこで、従来、こうした用途に適用可能な構成として、軸受の軌道輪外側面に制振合金からなる一対の断面Ｌ字型をなすリング状の制振カバーを装着し、締め代により同軸受とともに一体に固着するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３５２４９号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ラックアシスト型ＥＰＳにおいては、中空シャフトを軸支する軸受に作用する衝撃荷重は、上述のように軸方向に印加される。従って、軌道輪の径方向外側に制振合金を配設することによる効果はあまり期待できず、むしろ同位置にまで制振合金を配することによりコスト高となる。加えて、その制振カバーの外径寸法を規格寸法に合致させる工程を要することで、その高い製造コストがより一層押し上げられることになる。そして、一言に制振合金といっても、その適用範囲（有効周波数帯域）には、それぞれ特徴があり、どのような制振合金を制振部材に用いるかによってその効果は大きく変化する。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低コスト且つ効果的に軸受からハウジングへの振動伝達を抑制することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、軸方向に往復動可能に支持されたラック軸と、前記ラック軸が挿通されるとともにモータ駆動により回転する中空シャフトと、前記中空シャフトを回転可能且つ軸方向に移動不能に軸支する軸受と、前記中空シャフトの回転を前記ラック軸の往復動に変換するボールねじ機構とを備え、前記軸受は、該軸受の軸方向に対向し、該軸受の軸方向への移動を規制する第１及び第２の規制面の間に挟持されることによりハウジングに固定される電動パワーステアリング装置であって、Ｍｎをベースとし、基本組成として、原子％で、Ｃｕ：２０±５％、Ｎｉ：５±３％，Ｆｅ：２±１％、を含有する制振合金からなる制振部材を、前記軸受と第１の規制面との間又は前記軸受と第２の規制面との間の少なくとも一方に介在させたこと、を要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記軸受は、前記ハウジングの内周に設けられた環状の凹部に嵌合され、その軸方向両側面が、前記制振部材を介して前記凹部の軸方向端面と該凹部に螺合された環状の締結部材の締結面との間に挟持され、該締結部材により締め付けられることにより、同ハウジングに固定されること、を要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記中空シャフトは、前記ラック軸と同軸配置された筒状のモータシャフトであること、を要旨とする。
上記各構成によれば、操舵輪への外部入力に伴うラック軸及び中空シャフトの移動により軸受に印加される衝撃荷重を、制振部材により効果的に吸収することができる。具体的には、こうした組成比率を有する制振合金（Ｄ２０５２）を用いることで、より顕著な効果を得ることができる。そして、同制振部材は、軸受に作用する衝撃荷重の印加方向である軸方向にのみ配設され、同軸受の径方向外側には配設されないことから低コストである。加えて、形状も単純であることから、その外径寸法を軸受の規格寸法に合致させることも容易であり、製造コストの上昇を招くことなく良好な組付け性を確保することができる。更に、請求項２に記載の構成を適用することで、制振部材には、締結部材の締結力により、操舵輪への外部入力に伴い軸受に作用する衝撃荷重の印加方向である軸方向に与圧が加えられる。即ち、制振合金の衝撃吸収メカニズムは、その分子運動（生成層である双晶の変化）に基づくものである。従って、衝撃荷重の印加方向に適度な与圧を加えておくことで、その衝撃吸収性能を最大化することができ、これにより、より効果的にハウジングへの振動伝達を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コスト且つ効果的に軸受からハウジングへの振動伝達を抑制することが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を同軸ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図１は電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の外観図、そして図２はＥＰＳのＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
図２に示すように、本実施形態のＥＰＳ１は、ステアリング操作により回転するピニオン軸４と、該ピニオン軸４に噛合されるとともに軸方向に沿って往復動可能に支持されたラック軸５と、該ラック軸５と同軸に配置されたモータ６とを備えている。
【００１４】
図１に示すように、ＥＰＳ１は、略円筒状に形成されたモータハウジング１１と該モータハウジング１１の両端に固定されたサイドハウジング１２，１３とからなるハウジング１４を備えており、ラック軸５は、該ハウジング１４の軸線方向に沿って貫設されている。そして、図２に示すように、ラック軸５は、サイドハウジング１２に設けられたラックガイド１５及びサイドハウジング１３に設けられたすべり軸受（図示せず）に軸支されることによりその軸方向に沿って往復動可能にハウジング１４に支持されている。
【００１５】
サイドハウジング１２内には、ピニオン軸４がラック軸５と交差する状態で回転可能に支持されており、ラック軸５は、ラックガイド１５に押圧されることにより、このピニオン軸４と噛合されている。また、図１に示すように、ピニオン軸４の一端には、トルクセンサ１７のトションバー（図示略）を介してステアリングシャフト１８が連結されており、該ステアリングシャフト１８の先端には、ステアリングホイール１９が固定されている。そして、ステアリング操作に伴ってピニオン軸４が回転し、その回転がラック軸５の往復動に変換されることにより、操舵輪（図示略）の舵角が変更されるようになっている。
【００１６】
図２に示すように、モータ６は、モータコイル２４が巻回されたステータ２５と、中空筒状のモータシャフト２６とを備えている。ステータ２５は、モータハウジング１１の内周面に固定されており、モータシャフト２６には、ラック軸５が挿通されている。そして、モータシャフト２６は、その両端近傍が軸受３０，３１に軸支されることにより回転可能にハウジング１４に支持されている。
【００１７】
また、ＥＰＳ１は、ラック軸５の外周に形成されたねじ部３３ａ、モータシャフト２６の内周に形成されたナット部３３ｂ、及びこれらねじ部３３ａ及びナット部３３ｂの間に挿入された複数の鋼球３３ｃにより構成されるボールねじ機構３５を備えている。そして、このボールねじ機構３５により、モータシャフト２６の回転がラック軸５の往復動に変換されることにより、操舵系にアシスト力が付与されるようになっている。
【００１８】
次に、本実施形態のＥＰＳにおけるモータシャフトの軸受構造について説明する。
図３は、ＥＰＳ１の軸受近傍における部分断面図である。同図に示すように、本実施形態のＥＰＳ１では、サイドハウジング１２側の軸受３０には、複列アンギュラ形のボールベアリングが採用されており、モータシャフト２６は、この軸受３０により回転可能かつ軸方向に移動不能に軸支されている。
【００１９】
詳述すると、モータシャフト２６の端部外周には、その外径が軸受３０の内輪３０ａの内径と略等しく設定された圧入部４１が凹設されており、該圧入部４１の端部外周には螺子山が螺刻されたねじ部４１ａが形成されている。そして、モータシャフト２６は、その圧入部４１が軸受３０の内輪３０ａに圧入され、そのねじ部４１ａに螺合されたナット４２にて締め付けられることにより同内輪３０ａに固定されている。
【００２０】
一方、サイドハウジング１２の内周には、その内径が軸受３０の外輪３０ｂの外径と略等しく設定された環状の嵌合凹部４３が凹設されており、該嵌合凹部４３の内周には、螺子山が螺刻されたねじ部４３ａが形成されている。そして、軸受３０は、その外輪３０ｂが嵌合凹部４３に嵌合されるとともに、ねじ部４３ａに螺合された環状の締結部材４４に締め付けられることにより、サイドハウジング１２に固定されている。そして、軸受３０は、その外輪３０ｂの軸方向両側面が、同軸受３０と軸方向に対向する嵌合凹部４３の軸方向端面４５（同図中左側の底面）と締結部材４４の締結面４６との間に挟持されることにより、その軸方向の移動が規制されるようになっている。即ち、本実施形態では、嵌合凹部４３の軸方向端面４５が第１の規制面を構成し、締結部材４４の締結面４６が第２の規制面を構成する。
【００２１】
（制振構造）
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置の制振構造について説明する。
図３に示すように、本実施形態では、軸受３０（の外輪３０ｂ）と嵌合凹部４３の軸方向端面４５との間、及び同軸受３０と締結部材４４の締結面４６との間には、制振合金により形成されてなる環状の制振部材５０が介在されている。
【００２２】
詳述すると、本実施形態では、制振部材５０は、Ｍｎをベースとし、基本組成として、原子％で、Ｃｕ：２０±５％、Ｎｉ：５±３％，Ｆｅ：２±１％、を含有する双晶型の制振合金により形成されている。具体的には、上記組成を有する制振合金のＤ２０５２（スターサイレント（登録商標）、Ｍ２０５２）により形成されている。尚、この制振合金についての詳細は、特許第２８４９６９８号明細書を参照されたい。そして、各制振部材５０は、締結部材４４の締結力により、操舵輪への外部入力に伴うラック軸５及びモータシャフト２６の移動により軸受３０に作用する衝撃荷重の印加方向、即ち軸方向に与圧が加えられた状態で、それぞれ同軸受３０と軸方向端面４５との間、及び同軸受３０と締結面４６との間に配設されている。
【００２３】
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）軸受３０（の外輪３０ｂ）と嵌合凹部４３の軸方向端面４５との間、及び同軸受３０と締結部材４４の締結面４６との間には、制振合金により形成されてなる環状の制振部材５０が介在される。そして、同制振部材５０は、Ｍｎをベースとし、基本組成として、原子％で、Ｃｕ：２０±５％、Ｎｉ：５±３％，Ｆｅ：２±１％、を含有する双晶型の制振合金により形成される。
【００２４】
このような構成とすれば、操舵輪への外部入力に伴うラック軸５及びモータシャフト２６の移動により軸受３０に印加される衝撃荷重を、制振部材５０にて、効果的に吸収することができる。そして、同制振部材５０は、軸受３０に作用する衝撃荷重の印加方向である軸方向にのみ配設され、同軸受３０（の外輪３０ｂ）の径方向外側には配設されないことから低コストである。更に、形状も単純であることから、その外径寸法を軸受３０の規格寸法に合致させることも容易であり、製造コストの上昇を招くことなく良好な組付け性を確保することができる。
【００２５】
（２）軸受３０は、その外輪３０ｂの軸方向両側面が、各制振部材５０を介して嵌合凹部４３の軸方向端面４５と締結部材４４の締結面４６との間に挟持され、同締結部材４４により締め付けられることにより、サイドハウジング１２に固定される。
【００２６】
このような構成とすることで、各制振部材５０には、締結部材４４の締結力により、操舵輪への外部入力に伴い軸受３０に作用する衝撃荷重の印加方向である軸方向に与圧が加えられる。即ち、制振合金の衝撃吸収メカニズムは、その分子運動（生成層である双晶の変化）に基づくものである。従って、衝撃荷重の印加方向に適度な与圧を加えておくことで、その衝撃吸収性能を最大化することができ、これにより、より効果的にサイドハウジング１２への振動伝達を抑制することができる。
【００２７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明をモータ６（モータシャフト２６）自体が、ラック軸５と同軸に配置された同軸ラックアシスト型のＥＰＳ１に具体化したが、所謂ラッククロス型等、ハウジング外部に設けられたモータにより、ラック軸の挿通された中空シャフトを駆動する形式のＥＰＳに具体化してもよい。
【００２８】
・本実施形態では、軸受３０（の外輪３０ｂ）と嵌合凹部４３の軸方向端面４５との間、及び同軸受３０と締結部材４４の締結面４６との間の両方に制振部材５０を介在させる構成としたが、制振部材５０は、何れか一方に設けることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の外観図。
【図２】ＥＰＳのＡ−Ａ断面図。
【図３】本実施形態のＥＰＳにおける軸受近傍の部分断面図。
【図４】従来のＥＰＳの作用説明図。
【符号の説明】
【００３０】
１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、５…ラック軸、１１…モータハウジング、１２，１３…サイドハウジング、１４…ハウジング、２６…モータシャフト、３０…軸受、３０ａ…内輪、３０ｂ…外輪、３５…ボールねじ機構、４３…嵌合凹部、４４…締結部材、４５…軸方向端面、４６…締結面、５０…制振部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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